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一軸性圧力で誘起する新奇スピン三重項超伝導

研究課題

研究課題/領域番号 12J01430
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物性Ⅱ(磁性・金属・低温)(実験)
研究機関京都大学

研究代表者

谷口 晴香  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2012 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード一軸性圧力 / Ca_2RuO_4 / Sr_2RuO_4 / モット絶縁体 / スピン三重項超伝導体 / 強磁性金属相 / 対称性 / 磁気秩序 / モット絶縁 / 強磁性金属 / 4端子電気抵抗 / 磁化
研究概要

前年度に確立した一軸性圧力(一軸圧)下での4端子電気抵抗および直流磁化の測定技術を用いて、反強磁性モット絶縁体Ca_2RuO_4への[110]_T方向一軸圧効果を明らかにした。そして、その結果を前年度に調べた[100]_T方向一軸圧効果と比較し、静水圧の場合よりも低圧で強磁性金属相(キュリー温度Tc~12K)を誘起できる点は共通しているが、[110]_T一軸圧を用いれば[100]_T一軸圧の半分の臨界圧力で金属相を誘起できることを示した。これらの結果は、面内一軸圧、特に[110]_T一軸圧が結晶中のRuO_6八面体の収縮歪みを解くのに有効なことを示唆している。収縮歪みの解消は、Ru214系の電子状態決定に重要なRuのd軌道の相対エネルギーを変化させ、xyバンドからyz, zxバンドへ電子を移動させて金属化を起こす。さらに、我々は[110]_T一軸圧の場合には磁化の強磁性成分の発達が2回に分かれて起きるという興味深い現象も見出した。この振舞は、斜方晶構造に起因して試料中にツインドメインが形成されること、および結晶への局所的な一軸圧効果を考慮すると自然に理解できる。これらの結果は、一軸圧を用いると圧力方向によって多彩な結晶構造および電子状態を誘起できるということを示している。
2次コイルを一軸圧セル中に設置する「ミニコイル法」での交流磁化率測定の技術を確立した。そして、スピン三重項超伝導体Sr_2RuO_4への面内一軸圧効果を調べ、超伝導転移温度T_cのオンセットが約1.5Kから3.3Kまで上昇することを明らかにした。この結果は、面内一軸圧によって結晶が4回対称から2回対称に変化したため、Sr_2RuO_4の超伝導秩序変数の軌道部分を構成すると考えられている2成分k_xとk_yの縮退が解けて、軌道1成分の超伝導相が出現したためと考えられる。そのため、本成果はSr_2RuO_4の超伝導秩序変数の決定に寄与するものである。さらに、秩序変数多成分の超伝導体に秩序変数一成分の新奇超伝導相を誘起しうるという一軸圧の効力を具体的に示したという点でも意義深い。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Anisotropic uniaxial pressure response of the Mott insulat or Ca_2RuO_42013

    • 著者名/発表者名
      Haruka Taniguchi, Keigo Nishimura, Ryo Ishikawa, Shingo Yonezawa, Swee K. Goh, Fumihiko Nakamura, and Yoshiteru Maeno
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 88 号: 20 ページ: 205111-205111

    • DOI

      10.1103/physrevb.88.205111

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Field-temperature phase diagram of superconductivity ln Sr2RuO4-Ru under out-of-plane uniaxial pressure2012

    • 著者名/発表者名
      H. Taniguchi, S. Kittaka, S. Yonezawa, H. Yaguchi, Y. Maeno
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series

      巻: 391 ページ: 12-108

    • DOI

      10.1088/1742-6596/391/1/012108

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of the electronic states of Ca2RuO4 by uniaxial pressure2012

    • 著者名/発表者名
      R. Ishikawa, H. Taniguchi, S. K. Goh, S. Yonezawa, F. Nakamura, Y. Macno
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series

      巻: 400 号: 2 ページ: 22-036

    • DOI

      10.1088/1742-6596/400/2/022036

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 一軸性圧力によるモット絶縁体Ca_2RuO_4の金属化-磁性と面内異方性-2013

    • 著者名/発表者名
      谷口晴香、西村佳悟、米澤進吾、中村文彦、近藤隆祐、野上由夫、前野悦輝
    • 学会等名
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学 常三島キャンパス
    • 年月日
      2013-09-28
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] -軸性圧力下におけるルテニウム酸化物の四端子抵抗測定技術の開発2013

    • 著者名/発表者名
      西村佳悟、谷口晴香、中村壮智、S. K. Goh、米澤進吾、中村文彦、前野悦輝
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学 東広島キャンパス
    • 年月日
      2013-03-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] モット絶縁体Ca2RuO4への面内-軸性圧力効果2013

    • 著者名/発表者名
      谷口晴香、西村佳悟、中村壮智、S. K. Goh、米澤進吾、中村文彦、前野悦輝
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス
    • 年月日
      2013-03-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ルテニウム酸化物への-軸性圧力効果2013

    • 著者名/発表者名
      谷川叶香、西村佳悟、中村壮智、S. K. Goh、米澤進吾、中村文彦、前野悦輝
    • 学会等名
      京都大学低温物質科学研究センター 第11回研究交流会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2013-03-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Uniaxial pressure study on ruthenate2013

    • 著者名/発表者名
      谷口晴香、西村佳悟、中村壮智、S. K. Goh、米澤進吾、中村文彦、前野悦輝
    • 学会等名
      GCOEシンポジウム「創発性豊かな分野の開拓」
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Anisotropic uniaxial-pressure effects on Ca2RuO42012

    • 著者名/発表者名
      H. Taniguchi, R. Ishikawa, S. Kittaka, S. Yonezawa, F. Nakamura, S. K. Goh, Y. Maeno
    • 学会等名
      CIFAR Quantum Materials Main Meeting 2012
    • 発表場所
      Intercontinental Hotel, Toronto (Canada)
    • 年月日
      2012-05-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ss.scphys.kyoto-u.ac.jp/contents/research/topics/2013/topic201311-01.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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